Электроизмерительный прибор постоянного тока

 

Изобретение относится к электроизмерительным приборам высокой чувствительности и может быть использовано в средствах измерения малых постоянных напряжений и токов. Целью изобретения является повышение точности, упрощение прибора. В электроизмерительном приборе постоянного тока осуществляется частичная компенсация выходного напряжения нормирующего измерительного преобразователя 1 в блоке 8 компенсации с помощью операционного усилителя 14 с резисторами 11, 12, 13 и резисторных сборок 20, 21, 22 с коммутаторами. Компенсирующий сигнал через резисторные сборки 20, 21, 22 задается от двуполярного источника 33 питания с помощью переключателя 29 полярности. Частично компенсированный измеренный сигнал измеряется с помощью измерителя 38 выхода. Прибор также содержит входы 2, 3 и выходы 4, 5 нормирующего измерительного преобразователя, входы 9, 10, 42, 43 и выход 41 блока компенсации, входы цепей формирования сигнала компенсации 23, 24, 25, 26, 28, 30, 31, 32, 34, 35, входы цепей питания операционного усилителя 14, сигнальные выходы 16, 17 и выход 15, общие шины 36, 37, 40. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1583856 (51)5 G 01 R 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4385035/24-21 (22) 25.01.88 .(46) 07.08.90. Бюл. 11 - 29 (71) Производственное объединение пКраснодарский ЗИП (72) А.А. Пескин (53) 621.317.08(088.8) (56) Минц Л.Б. Гальванометрические приборы. Л.: Энергия, 1 982, с.132.

Там же, с. 138-144. (54) ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЪНЫЙ ПРИБОР ПО:СТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электро,измерительным приборам высокой чувстВительности и может быть использо:.вано в средствах измерения малых постоянных напряжений и токов . Целью ,изобретения является повышение точности, упрощение прибора. B электро,измерительном приборе постоянного тока осуществляется частичная компен-.

2 сация выходного напряжения нормирую— щего измерительного преобразователя

1 в блоке 8 компенсации с помощью операционного усилителя 14 с резисторами 11, 12, 13 и резисторных сборок 20, 21, 22 с коммутаторами. Компенсирующий сигнал через резисторные сборки 20, 21, 22 задается от двухполярного источника 33 питания с помощью переключателя 29 полярности. Час— тично компенсированный измеренный сигнал измеряется с помощью измерителя 38 выхода. Прибор также содержит входы 2, 3 и выходы 4, 5 нормируюцего измерительного преобразователя, входы 9, 10, 42, 43 и выход 41 блока компенсации, входы цепей формирования сигнала компенсации 23, 24, 25, 26, 28, 30, 31, 32, 34, 35,.входы цепей питания операционного усилителя 14, сигнальные входы 16, 17 и выход 15„ общие шины 36, 37, 40. 2 ил.

1583856

Изобретение относится 1-, электроиэмерительным приборам постоянного тока высокой чувствительности и предназначено для использования в средствах измерения малых постоянных напряжений и токов.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение устройства.

На фиг, 1 и 2 представлена схема 10 устройства.

Электроиэмерительный прибор содержит нормирующий измерительный преобразователь 1 с первым 2 и вторым 3 входами, первым 4 и вторым 5 выходами, а также с входами 6 и 7 питания, блок 8 компенсации с первым

9 и вторым 10 входами, первый резистор 11 (Rl), второй резистор 1 2 (R2), третий резистор 1 3 (R3), операционный усилитель 14 с выходом 15, инвертнрующим 16 и неинвертирующим 17 входами и входами.18 и 1 9 питания, резисторные сборки с коммутаторами

20-22, с .входами 23-25 и выходами

26-28 соответственно, переключатель

29 полярности с входом 30 и выходами

31 и 32, двухполярный источник 33 питания с потенциальными выходами 34 и 35 и общей шиной 36, общую шину 37 устройства, измеритель 38 с входами

39 и 40, первый 41 второй 42, треФий 43 выходы блока 8 компенсации. операционный усилитель 44 нормируюmer o преобразователя 1, резисторы

45 и 46 (rl и r2) в делителе отрицательной обратной связи.

На фиг. 2 введены .дополнительно обозначения:

1 е „- измеряемое напряжение

R20, R2I - резисторы 20 и 21 сборок — напряжение двухполярного источника 33 питания .I» I — токи, протекающие через резисторй;

Х -- ток блока 8 компенсации;

Ug - напряжение выхода нормирующего измерительного преобразовате50

U4,— напряжение на выходе 41 блока 8 компенсации, V — вольтметр измерителя выхода 28.

Выходы 4 и 5 (фиг.l) нормирукщего измерительного преобразователя 1 через входы 9 и 10 блока 8 компенсации и через резисторы 12 и 13 соответственно .соединены с инвертирукпцим и неиивертирующим входами 16 и 17 oneЕ1 T1I К, U1 ехпп а

Ra . R2

IK 54скь

1 1

R20 R21 (2) ц4 - жр, = (е„—" — U,„.С„)К, (3), 2 т.е. в устройстве выполняется компенсация масштабно с коэффициентом n преобразованного входного напряжения е .

Точная компенсация выполняется для дискретных значений напряжения кратных (дольных) с коэффициентом

m пределу измерения входного номинального напряжения е„ . Соответственно

С (ш) = — - — ш, (4) екм Ъ

При этом

0,,,n„ — (е„ - шея), (5) где me — напряжение компенсации. рационного усилителя 14, выход 15 второго через резистор 11 соединен с инвертирующим входом 16, к которому присоединены также входы 23-25 резисторных сборок с коммутаторами 2022, выходы 26-28 которых присоединенных по входу 30 переключателя 29 полярности, выходы 31 и 32 которого через выходы 42 и 43 блока 8 компенсации присоединены к выходам 34 и

35 источника 33 питания, к которым также присоединены входы 6, 7, 18 и

19 питания, причем вход 39 измерителя выхода 38 присоединен к выходу 41 блока 8 компенсации. К общей шине устройства 37 присоединены выход,5 нормирующего преобразователя 1, вход

40 измерителя выхода 38 и общая шина

36 двухполярного источника 33 питания.

Пример. В соответствии с известным соотношением для усилителей с отрицательной обратной связью

U = е„е п„, (1) г1+ r2

r2

Дополнительно при определении 0 должны быть учтены соотношения

1583856

10 (6) 15 — (Z + ш) кн (8) 5

Измеритель 38 выхода масштабирован так, что номиначьному отсчету

Zq соответствует напряжение

R, мн екн l1

I

При этом текущий отсчет по шкале измерителя 38 выхода равен

Е = е - ше к -н и результат измерения ек = (Z + m)e „(7) определяется суммой отсчета по шкале измерителя 38 выхода и отсчетному устройству блока 8 компенсации.

Поскольку нормирукщий измерительный преобразователь 1 выполняет функции нормированиявходного напряжения (значение коэффициента n „ * U<

При измерении тока измерительный нормирующий преобразователь 1 выпол1 няет функции нормированного преобразования тока 1g в напряжение U<.

При этом резисторная цепь г1 + r2 включается между выходом 4 и инвертирующим входом 2 нормирующего измерительного преобразователя 1, а его вход 3 присоединяется к выходу 5.

Аналогично соотношение (7) запишется

В общем случае, сбозйачая входную величину преобразователя 1 А> получ им

ЭО

35 лителя. равно нулю и соответственно все резисторы резисторных сборок 20-

22 взаимонезависимы, G„представляет сумму их проводимостей.

Возможно также при усложнении коммутации кодовое выполнение декад, что дополнительно позволяет сократить число резисторов.

Резистор R3 используется для балансировки операционного усилителя

1 4 по входным токам . В предлагаемом устройстве он является элементом схемы установки нуля по напряжению.

Формула изо6 ретения

Электроизмерительный прибор постоянного тока, содержащий нормирующий измерительный преобразователь, вход которого соединен с входом прибора, блок компенсации, двухполярный источник питания, общая шина которого соединена с общей шиной прибора, а выходные шины соединены с шинами питания нормирующего измерительного преобразователя, измеритель, первый вход которого соединен с общей шиной прибора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения устройства, в блок компенсации введены операционный усипитель, три резистора, и резисторных сборок с коммутаторами, переключатель полярности, причем входы бгока компенсации соединены с выходом нормирующего измерительного преобразователя и обшей шиной прибора, выход блока компенсации подключен к к (Е + ш) Акн (9)

Погрешность измерения як dm Z dZ

+ — - — (1 О)

А„ . ш ш Z

I определяется при 2 «ш, погрешность блока 8 компенсации существенно меньше погрешности измерителя выхода 38.

Для уменьшения отношения Е/m блок

8 компенсации должен быть вьколнен многодекадным,.т.e . .иметь несколько резисторных сборок. В устройстве это возможно, поскольку в точке суммирования (вход 16 операционного уси- лителя 14) напряжение в соответствии со свойствами операционного уси40

55 второму входу измерителя выхода, инвертирующий вход операционного усилителя через первый резистор соединен с его выходом, инвертирующий и неинвертирующий входы операционного усилителя через второй и третий резисторы соответственно соединены с входами блока компенсации, к инвертирующему входу операционного усилителя подключены объединенные выходы резисторных сборок с коммутаторами, объединенные входы которых соединены с выходом переключателя полярности, входы которого подключены к выходным двухполярного источника питания, к которым подключены также шины пите ния операционного усилителя.

l583856

Составитель В. Степанкин

Техред Л.Сердюкова Корректор С,Шекмар

Редактор В. Бугренкова

Заказ 2251 Тираж 557 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101